#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 定义字符串结构体
typedef struct {
    char* data; // 字符串数据
    int len;    // 字符串长度
} String;

// 初始化字符串结构
String* initString() {
    String* s = (String*)malloc(sizeof(String));
    if (s == NULL) { // 检查内存分配是否成功
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed.\n");
        return NULL;
    }
    s->data = NULL;
    s->len = 0;
    return s;
}

// 为字符串赋值
void stringAssign(String* s, const char* data) {
    if (s == NULL) return;

    // 释放原有数据，避免内存泄漏
    if (s->data) {
        free(s->data);
    }

    if (data == NULL) { // 处理 NULL 情况
        s->data = NULL;
        s->len = 0;
        return;
    }

    int len = strlen(data);
    s->data = (char*)malloc(len + 1); // 为字符串数据分配内存
    if (s->data == NULL) { // 检查内存分配是否成功
        s->len = 0;
        return;
    }

    strcpy(s->data, data); // 将新数据复制到字符串结构中
    s->len = len; // 更新字符串长度
}

// 打印字符串
void printString(const String* s) {
    if (s == NULL || s->data == NULL) {
        printf("NULL\n");
        return;
    }

    for (int i = 0; i < s->len; i++) {
        printf(i == 0 ? "%c" : " -> %c", s->data[i]);
    }
    printf("\n");
}

// 获取 KMP 算法的 next 数组
int* getNext(const String* s) {
    if (s == NULL || s->data == NULL) return NULL;

    int* next = (int*)malloc(sizeof(int) * s->len);
    if (next == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed for next array.\n");
        return NULL;
    }

    int i = 0;
    int j = -1;
    next[i] = j; // 初始化第一个元素

    while (i < s->len - 1) {
        if (j == -1 || s->data[i] == s->data[j]) {
            i++;
            j++;
            next[i] = j; // 更新 next 数组
        } else {
            j = next[j]; // 如果不匹配，移动 j
        }
    }

    return next;
}

// 打印 next 数组
void printNext(const int* next, int len) {
    if (next == NULL) return;

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        printf(i == 0 ? "%d" : " -> %d", next[i] + 1); // KMP 通常加 1 作为偏移量
    }
    printf("\n");
}

// KMP 匹配函数
void kmpMatch(const String* master, const String* sub, const int* next) {
    if (master == NULL || sub == NULL || master->data == NULL || sub->data == NULL) {
        printf("Invalid strings for KMP match.\n");
        return;
    }

    int i = 0;
    int j = 0;

    while (i < master->len && j < sub->len) {
        if (j == -1 || master->data[i] == sub->data[j]) {
            i++;
            j++;
        } else {
            j = next[j]; // 使用 next 数组进行移动
        }
    }

    if (j == sub->len) { // 如果 j 到达子字符串末尾
        printf("KMP match success.\n");
    } else {
        printf("KMP match fail.\n");
    }
}

// 主函数
int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc < 3) { // 检查是否有足够参数
        printf("Error: Two arguments required for KMP match.\n");
        return 1;
    }

    // 初始化字符串结构
    String* s = initString();
    String* s1 = initString();

    if (s == NULL || s1 == NULL) { // 检查内存分配是否成功
        return 1;
    }

    // 为字符串赋值
    stringAssign(s, argv[1]);
    stringAssign(s1, argv[2]);

    // 打印字符串
    printString(s);
    printString(s1);

    // 获取 next 数组
    int* next = getNext(s1);
    if (next == NULL) return 1;

    // 打印 next 数组
    printNext(next, s1->len);

    // 进行 KMP 匹配
    kmpMatch(s, s1, next);

    // 释放内存
    free(next);
    free(s->data);
    free(s1->data);
    free(s);
    free(s1);

    return 0;
}
